• 数学趣题——韩信乱点兵(一)
  • 作者:佚名
  • 发表日期:十一月 02, 2007
  • 浏览:249次
  • 收藏本文
  • 编者导读:发布时间:2005年11月11日 21时14分韩信乱点兵问题,是后人对物不知其数问题的一种故事化。物不知其数问题出自一千六百年前我国古代数学名著《孙子算经》。原题为:"今有物不知其数,三三数之 二,五五数之 三,七七数之 二,问物几何?"这道题的意思是:有一批物品,不知道有几件。如果三件三件地数,就会剩下两件;如果五件五件地数,就会剩下三件;如果七件七件地数,也会剩下两件。问:这批物品共有多少件?变成一个纯粹的数学问题就是:有一个数,用3除余2,用5除余3,用7除余2。求这个数。

    发布时间:2005年11月11日 21时14分

    韩信乱点兵问题,是后人对物不知其数问题的一种故事化。

    物不知其数问题出自一千六百年前我国古代数学名著《孙子算经》。原题为:"今有物不知其数,三三数之 二,五五数之 三,七七数之 二,问物几何?"

    这道题的意思是:有一批物品,不知道有几件。如果三件三件地数,就会剩下两件;如果五件五件地数,就会剩下三件;如果七件七件地数,也会剩下两件。问:这批物品共有多少件?

    变成一个纯粹的数学问题就是:有一个数,用3除余2,用5除余3,用7除余2。求这个数。

    这个问题很简单:用3除余2,用7除也余2,所以用3与7的最小公倍数21除也余2,而用21除余2的数我们首先就会想到23;23恰好被5除余3,所以23就是本题的一个答案。这个问题之所以简单,是由于有被3除和被7除余数相同这个特殊性。如果没有这个特殊性,问题就不那么简单了,也更有趣儿得多。

    我们换一个例子;韩信点一队士兵的人数,三人一组余两人,五人一组余三人,七人一组余四人。问:这队士兵至少有多少人?

    这个题目是要求出一个正数,使之用3除余2,用5除余3,用7除余4,而且希望所求出的数尽可能地小。

    如果从来没有接触过这类问题,也能利用试验加分析的办法一步一步地增加条件推出答案。例如我们从用3除余2这个条件开始。满足这个条件的数是3n+2,其中n是非负整数。要使3n+2还能满足用5除余3的条件,可以把n分别用1,2,3,…代入来试。当n=1时,3n+2=5,5除以5不用余3,不合题意;当n=2时,3n+2=8,8除以5正好余3,可见8这个数同时满足用3除余2和用5除余3这两个条件。最后一个条件是用7除余4。8不满足这个条件。我们要在8的基础上得到一个数,使之同时满足三个条件。

    为此,我们想到,可以使新数等于8与3和5的一个倍数的和。因为8加上3与5的任何整数倍所得之和除以3仍然余2,除以5仍然余3。于是我们让新数为8+15m,分别把m=1,2,…代进去试验。当试到m=3时,得到8+15 m=53,53除以7恰好余4,因而53合乎题目要求。

    我国古代学者早就研究过这个问题。例如我国明朝数学家程大位在他著的《算法统宗》(1593年)中就用四句很通俗的口诀暗示了此题的解法:

    三人同行七十稀, 五树梅花甘一枝, 七子团圆正半月, 除百零五便得知。

    "正半月"暗指15。"除百零五"的原意是,当所得的数比105大时,就105、105地往下减,使之小于105;这相当于用105去除,求出余数。

    这四句口诀暗示的意思是:当除数分别是3、5、7时,用70乘以用3除的余数,用21乘以用5除的余数,用15乘以用7除的余数,然后把这三个乘积相加。加得的结果如果比105大,就除以105,所得的余数就是满足题目要求的最小正整数解。

    按这四句口诀暗示的方法计算韩信点的这队士兵的人数可得:

    70×2+21×3+15×4=263,263=2×105+53,所以,这队士兵至少有53人。

    在这种方法里,我们看到:70、21、15这三个数很重要,稍加研究,可以发现它们的特点是:

    70是5与7的倍数,而用3除余1;21是3与7的倍数,而用5除余1;15是3与5的倍数,而用7除余1。

    因而70×2是5与7的倍数,用3除余2;21×3是3与7的倍数,用5除余3;15×4是3与5的倍数,用7除余4。

    如果一个数以a余数为b,那么给这个数加上a的一个倍数以后再除以a,余数仍然是b。所以,把70×2、21×3与15×4都加起来所得的结果能同时满足"3除余2、用5除余3、用7除余4"的要求。一般地,

    70m+21n+15k (1≤m<3, 1≤n<5,1≤k<7)能同时满足"用3除余m 、用5除余n 、用7除余k "的要求。除以105取余数,是为了求合乎题意的最小正整数解。

    我们已经知道了70、21、15这三个数的性质和用处,那么,是怎么把它们找到的呢?要是换了一个题目,三个除数不再是3、5、7,应该怎样去求出类似的有用的数呢?为了求出是5与7的倍数而用3除余1的数,我们看看5与7的最小公倍数是否合乎要求。5与7的最小公倍数是5×7=35,35除以3余2,35的2倍除以3余2,35的2倍除以3就能余1了,于是我们得到了"三人同行七十稀"。

  • 前一篇:神秘的宝藏下一篇:生活中的数学与问答(三)
  • 【引用地址】http://www.suanshu.net/list/7291.aspx
  • 【关键字】数学趣题——韩信乱点兵(一)
版权申明:非特殊申明,本站文章均系转载自互联网,如果侵犯了你的合法权益,请告知我们,我们会第一时间处理. 要点评这篇文章,请在下面留言
针对这篇文章的评论
  • 评论载入中
    评论载入中...请稍后...

发表您的评论您的评论

用户名: 验证码: 说明:评论并不需要注册.如果您不是本站会员,你可以注册为本站会员. 注意:文章中的链接、内容等需要修改的错误,请用报告错误,以利文档及时修改。
  • 不良评论请用报告管理员,以利管理员及时删除。
  • 尊重网上道德,遵守中华人民共和国的各项有关法律法规。
  • 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任。
  • 本站评论管理人员有权保留或删除其管辖评论中的任意内容。
  • 您在本站发表的作品,本站有权在网站内转载或引用。
  • 参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款。
  • 赞助商链接